JPS63271573A - 配管系統状態の予測方法 - Google Patents

配管系統状態の予測方法

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Publication number
JPS63271573A
JPS63271573A JP62105476A JP10547687A JPS63271573A JP S63271573 A JPS63271573 A JP S63271573A JP 62105476 A JP62105476 A JP 62105476A JP 10547687 A JP10547687 A JP 10547687A JP S63271573 A JPS63271573 A JP S63271573A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piping
resistance
pipe
piping system
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62105476A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Yoshikawa
吉川 龍生
Daijiro Ikeda
大二郎 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP62105476A priority Critical patent/JPS63271573A/ja
Publication of JPS63271573A publication Critical patent/JPS63271573A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、火力発電プラント、原子力発電プラント等の
配管系統の状態の変化を予測する配管系統状態の予測方
法に関する。
(従来の技術) たとえば、原子力発電プラントの運転中に警報信号が発
生すると、プラント運転員は関連するプロセスパラメー
タ、機器を点検し、警報の発生した原因を調査する。そ
して、ポンプ、弁等の配管を構成する機器に原因があれ
ば、プラント補修具は当該機器をプラントからアイソレ
ーション(隔離)し、修理あるいは交換を行う。
このようなアイソレーションは、設計図書を参照し、当
該機器の上流側と下流側の弁を閉じて境界を形成し、境
界内の流体をドレン弁、ベント弁を開けて排除すること
により行う、したがって、弁の開閉操作等による配管系
統の状態の変化を予測し、プラントに悪い影響を及ぼさ
ないことを確認した上で作業を実施する必要がある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、配管系統の状態の変化の定性的な予測は
、配管の上流側、下流側を広い範囲で辿る必要があり、
繁−な作業となる。また、配管系統の状態の変化の予測
を、流体系の物理モデルに基づいて定量的に行う方法も
あるが、様々な物理定数、形状データを必要とし、配管
の構成変更に柔軟に対応することが困難であるという問
題、大規模な配管系統を対象とする膨大なデータを用意
しなければならないという問題、計算に時間がかかると
いう問題があった。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、配管を構成する機器を繰作した場合の配管系統の状態
の変化、すなわち配管内の流体の流量と圧力の変化を簡
便に予測することのできる配管系統状態の予測方法を提
供しようとするものである。
[発明の構成コ (問題を解決するための手段) 本発明は、配管系統を構成する配管機器の操作にともな
う前記配管系統の状態の変化を予測するにあたり、前記
配管系統内を流通する流体の流れに対して抵抗となる要
素を電気的な抵抗に置換し、前記流体の流れを付勢する
要素を電源に置換することにより、該配管系統を電気回
路に置換して、該電気回路から前記配管系統の状態の変
化を予測することを特徴とする。
(作 用) 本発明の配管系統状態の予測方法では、流体の流れに対
して抵抗となる要素、たとえばパイプ、弁等の機器を電
気的な抵抗に置換し、流体の流れを付勢する要素、たと
えばポンプの揚程、パイプ等の水頭を電源(電池)に置
換することによって、配管系統を電気回路に書換える。
そして、回路の分岐点に変数としての電圧、電気抵抗に
は変数としての電流を与えて、キルヒホッフの第1法則
、第2法則より、連立1次方程式をたて、これを解くこ
とによって、分岐点での電圧、電気抵抗での電流を求め
、求めた電圧を配管内の流体の圧力、電流を配管内の流
体の流量とみなすことによって、簡便に配管系統状態を
予測する。
なおここで、ポンプの起動、停止操作はポンプの揚程と
みなした電池の電圧を変更することによって、完全閉鎖
を除く弁の開閉操作は対応する電気抵抗の値を変更する
ことによって、弁の完全閉鎖は対応する電気抵抗を流れ
る電流をゼロとし、対応する電気抵抗を含むキルヒホッ
フの第2法則の式を連立1次方程式から除くことによっ
て模擬する。
(実施例) 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を説明するための図であり、
第1図(A)は、配管系統の例を示している。
タンクT1の下部に接続されたパイプP1は、分岐点B
1においてパイプP2とパイプP3とに接続され、パイ
プP2の下流側には、弁v1、バイアP4 、’ポンプ
C1、バイア’P6 、逆止弁v3、パイプP8がこの
順で接続されている。また、パイプP3の下流側には、
弁V2、パイプP5、ポンプC2、パイプP7、逆止弁
V4、パイプP9がこの順で接続されている。そして、
パイプP8およびパイプP9は、分岐点B2においてパ
イプP10に接続され、パイプPIGは、タンクT1の
上部に接続されている。
上述のような配管系統を構成する配管の構造、機能等の
知識は知識工学における知識表現方法の一つであるフレ
ームを用いて記述することができる。
たとえば第1図(A)の弁v1について、その上位概念
は弁であること、弁の開度は全開であること、上流側に
パイプP2が、下流側にパイプP4が接続されているこ
とを次のように表現することができる。
(vl (上位概念 (VALUE  弁))(弁開度
  (VALUE  全開))(上流側  (VALU
E  P2 ) )(下流側  (VALUE  P4
)))また、弁v1の上位概念である弁について上位概
念が物体であること、抵抗の値は、弁の抵抗計算手続き
という名前の計算手続きを実行すればよいことを次のよ
うに記述できる。
(弁 (上位概念 (VALUE  物体))(抵抗 
  (IF−NEEDED 弁の抵抗計算手続き))) 弁v1の抵抗の値が参照された場合、vlのフレームの
中には抵抗というスロットがないので、上位概念の弁の
フレームが参照され、そのスロットには抵抗があり、手
続きである弁の抵抗計算手続き(たとえば、弁の開度の
関数)が記述されているので、その手続きを実行するこ
とによって弁V1の抵抗の値を返すことができる。
もう一つの例として第1図(A)のパイプP1について
は、上位概念がパイプであること、その直径がfoof
fimであること、長さが5000miであること、水
頭が5000I1m相当であること、上流側にタンクT
1、下流側に分岐点B1が接続されていることを次のよ
うに表現することができる。
(Pl (上位概念(VALUE  パイプ))(直径
  (VALUE  1GG ) )(長さ  (VA
LUE  50GG) )(水N   (VALIJE
  500G) )(上流側 (VALUE  Tl 
) )(下流側 (VALUE  B1)))パイプP
1の上位概念パイプについては、上位概念が物体である
こと、抵抗の値は、パイプの抵抗計算手続きという名前
の計算手続きを実行すればよいことを次のように記述で
きる。
(パイプ(上位概念 (VALtlE  物体))(抵
抗   (IF−NEEDED パイプの抵抗計算手続き))) パイプP1の抵抗の値が参照された場合、Plのフレー
ムの中には抵抗というスロットがないので、上位概念の
パイプのフレームが参照され、そのスロットには抵抗が
あり、手続きであるパイプの抵抗計算手続き(たとえば
、パイプも直径と長さの関数)が記述されているので、
その手続きを実行することによってパイプP1の抵抗の
値を返すことができる。
ポンプ、逆止弁等、他の配管機器についても同様に表現
することができる。
フレームによって、配管の構造、機能を表現すると配管
機器と配管の接続関係、抵抗、揚程、水頭を容易に参照
することが可能となり、配管で圧力既知の場所から下流
側(または上流側)に辿っていくと、第1図(A)に示
した配管系統は、第1図(B)に示すように、抵抗R1
〜R15と、電池E1〜E5からなる電気回路に書換え
ることができる。配管での圧力既知の箇所の電気回n相
当箇所には電圧の値として圧力の値を入れて、電気回路
の端子とみなす、この例では電圧EOで示した箇所を端
子としている。端子から下流側(または上流側)に辿っ
ていく時に、変数としての電流と電圧を配管機器および
配管フレームのスロットに設定していくことができる。
初期点の変数としての電流、電圧をそれぞれ$11、$
E1として、抵抗のある配管機器および配管には、変数
としての電流を設定していき、分岐点があった場合には
、その分岐点に変数としての電圧を設定する。この時変
数としての電圧と電流のサフィックスを、$E1から$
E2、$11から$12というように更新した後、分岐
した一方に沿って変数としての電流、電圧を設定してい
く、、tを分岐点を記憶しておくことによって、一方に
沿った変数の設定が全て終わってから、他方についても
同様に変数の設定を謹返して、全ての変数設定を行う、
変数としての電流は式の取扱い上、上流側から下流側へ
の向きをもったものと決めておく。
第1図(B)に示した電気回路では変数$■1、$I2
、$I3、$I4、$E1、$E2が設定される。その
他のEO〜E5 、R1へR15はフレームの参照によ
って具体的な値が得られる定数である。
すなわち、タンクT1の水頭および抵抗からElおよび
R1、パイプP1の水頭および抵抗からB2およびR2
、パイプP2およびパイプP3の抵抗からR3およびR
4、弁V1および弁v2の抵抗からR5およびR6、パ
イプP4およびパイプP5の抵抗からR7およびR8、
ポンプC1およびポンプC2の揚程からB3およびB4
、パイプP6およびバ、イブP1の抵抗からR9および
R10、逆止弁■3および逆止弁v4の抵抗からR11
およびR12、パイプP8およびパイプP9の抵抗から
R13およびR14、パイプPIGの水頭および抵抗か
らB5およびR15が得られる。なおE5の極性はE1
〜E4の極性と逆になる。
変数、定数の設定が終了した後、端子から下流側<tた
は上流側)に沿っていくことにより、端子から分岐点、
および分岐点から分岐点のキルヒホッフの第2法則によ
り式をたてていく、このとき分岐点では、一方に沿って
式をたてていき、一方に沿った式の設定が終了してから
、残った他方についても同様に式をたてていく、また分
岐点ではキルヒホッフの第1法則による式をたてる。こ
の例では次式のようになる。
キルヒホッフの第1法則から $11−$12−314=O(1) $12◆$14−$13=O(2) キルヒホッフの第2法則から fo+f1−3E1−(R1+R2) x$11=o 
       (3)$E1+E3−$E2−(R3+
R5÷R7+R9÷R11+R13)x $12=O(
4)$E2−E5−EO−R15x$l3=0    
      (5)$E1+E4−$E2−(R4+R
6◆R8+R10+R12+R14)X$14=O(6
)すなわち、上記の独立した6つの式をたてることがで
き、各変数を1つづつ代入消去していくことによって6
変数の値を得ることができる。
配管機器を操作した場合の、流量の変化を簡便に予測す
る方法を、第1図のポンプC2を停止した場合を例とし
て説明する。ポンプC2の揚程に対応する電池の電圧は
E4であるから、この値をゼロにして(1)から(6)
式を解く0次に逆止弁を流れる流量に相当する電流の符
号を調べ、この符号が負の場合、逆止弁は完全に閉鎖す
ることを意味するので、この電流の値をゼロにし、逆止
弁の抵抗を含むキルヒホッフの第2法則の式を、連立−
次方程式より除去して解く、たとえばE4をゼロにして
解き、$I4が負であった場合、$I4をゼロとし、逆
止弁v4の抵抗であるRIOを含むキルヒホッフの第2
法則の式、すなわち(6)式を除去してから再び、連立
−次方程式を解くことによって流量と圧力の変化を予測
することができる。
すなわち、この実施例の配管系統状態の予測方法では、
配管機器を操作した場合の流量と圧力の予測を、短時間
かつ少ないデータで簡便に行うことができるので、多数
の機器からなる配管への対応が容易であり、また配管の
構成変更にも柔軟対応することができ、アイソレージシ
ン手順自動作成過程における適切な配管系統への影響予
測を行うことができる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明の配管系統状態の予測方法で
は、配管を構成する機器を操作した場合の配管系統の状
態の変化、すなわち配管内の流体の流量と圧力の変化を
簡便に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例方法を説明するための図であ
り、第1図(A)は配管系統図、第1図CB)は第1図
(A)の配管系統図を電気回路に置換した回路図である

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)配管系統を構成する配管機器の操作にともなう前
    記配管系統の状態の変化を予測するにあたり、前記配管
    系統内を流通する流体の流れに対して抵抗となる要素を
    電気的な抵抗に置換し、前記流体の流れを付勢する要素
    を電源に置換することにより、該配管系統を電気回路に
    置換して、該電気回路から前記配管系統の状態の変化を
    予測することを特徴とする配管系統状態の予測方法。
JP62105476A 1987-04-28 1987-04-28 配管系統状態の予測方法 Pending JPS63271573A (ja)

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ID=14408647

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